mbed TLS AES-CTR的正确实施？

Question

我正在使用这个库：https://tls.mbed.org/download用ESPRESIF ESP32。目标是使用AES-CTR加密一些数据，然后将密码文本解密回原始纯文本。我解密后得到的结果不正确。

因为我们使用的是CTR模式，所以不需要单独的“解密”功能；我们可以只调用一次encrypt函数进行加密，然后再调用同一个函数一次，它就会解密。至少，大多数消息来源都是这么说的，其他实现也是如此：https://github.com/kokke/tiny-AES-c

我尝试使用相同的随机数、相同的流块、不同的非随机数、不同的流块，在每个函数调用之前设置键，等等。

    mbedtls_aes_context aes;
    unsigned char key[16];
    size_t plainText_len = 64;
    unsigned int nc_off = 0;
    unsigned char nonce_counter[16] = {0};
    unsigned char stream_block[16] = {0};
    unsigned char plainText[64] = {0x48, 0x45, 0x4c, 0x4c, 0x4f};
    unsigned char encryptText[64];
    unsigned char decryptText[64];
    memcpy(key, key_128, 16); //key_128 comes from a different file

    //Print Key
    printf("aes Key: \n");
    for(int i = 0; i < 16; i++){
        printf("%x",key[i]);
    }
    printf("\n");

    //Print plain-text
    printf("aes plainText: \n");
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        printf("%x",plainText[i]);
    }
    printf("\n");

    esp_aes_init(&aes); //context is initialized
    esp_aes_setkey(&aes, key, 128); //key is associated to context
    esp_aes_crypt_ctr(&aes, plainText_len, &nc_off, nonce_counter, stream_block, plainText, encryptText); //encrypt

    //Print encrypt-text
    printf("aes encryptText: \n");
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        printf("%x",encryptText[i]);
    }
    printf("\n");

    esp_aes_crypt_ctr(&aes, plainText_len, &nc_off, nonce_counter, stream_block, encryptText, decryptText); //decrypt

    //Print decrypt-text
    printf("aes decrypt: \n");
    for(int i = 0; i < 5; i++){
        printf("%x",decryptText[i]);
    }
    printf("\n");

在加密函数被第二次调用后，生成的decryptText应该与原始纯文本相同，但是，在目前的纯文本=/=decryptText。

这是我的显示器正在打印的内容：

aes key: 7d3043fb95355e6ccd850ad8debc279
aes plainText: 48454c4c4f
aes encryptText: 852b97da59
aes decryptText: 814268329f

如你所见，我错过了一些可以正确解密加密文本的东西！

Answer 1

由于我们使用CTR模式，我们不需要单独的“解密”函数；我们可以调用加密函数...

我认为你把话题混为一谈了。CTR模式确实在加密和解密的前进方向上操作密码。但是，在更高级别的mbedTLS对象中可能不存在相同的对称性。

esp_aes_init(&aes); //context is initialized
esp_aes_setkey(&aes, key, 128); //key is associated to context

esp_aes_crypt_ctr(&aes, plainText_len, &nc_off, nonce_counter, stream_block, plainText, encryptText); //encrypt

// ...

esp_aes_crypt_ctr(&aes, plainText_len, &nc_off, nonce_counter, stream_block, encryptText, decryptText); //decrypt

// ...

esp\u aes\u crypt\u ctr是对mbedtls\u aes\u crypt\u ctr的定义mbedtls\u aes\u crypt\u ctr文档称该函数同时更新nonce\u计数器和流块。我相信，当您想要执行解密时，您需要重新启动这两个程序。

以下是文档中提到的stream\u block。你没有继续加密。您需要重新启动参数。

stream_block-保存的用于恢复的流块。这被函数覆盖。它必须是16字节的可读可写缓冲区。

但从更大的角度来看，正如@James所评论的那样。。。您可能应该按照设计的方式使用mbedTLS，而不是尝试走捷径。